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Problemi con i semiconduttori? Questa azienda è passata alle CPU in vetro per il Quantum Computing

IonQ, una società con sede nel Maryland legata all’Università di Duke e il suo Duke Quantum Center, ha recentemente annunciato lo sviluppo di un nuovo chip “glass-based trapped-ion” basato sull’incisione di precisione a livello di micrometro nel vetro di silice fusa, la quale andrà a contenere unità di calcolo viste come catene riconfigurabili di qubit a base di ioni. La società in precedenza offriva macchine a 32 qubit ai suoi clienti, tra cui Microsoft Azure, Amazon Web Services e Google Cloud. La compagnia si riferisce alla sua nuova architettura come “reconfigurable multicore quantum architecture” (RMQA).

Credit: Walker Steere/IonQ
IonQ Quantum Computing

Ci sono diversi approcci attualmente in fase di studio per il calcolo quantistico e IonQ ha deciso di seguire la via degli ioni intrappolati quando si tratta di raggiungere la supremazia quantistica. La società non è di certo l’unica: AQT, Honeywell e Oxford Ionics sono altre tre aziende che si concentrano sulla filosofia degli ioni intrappolati per consentire la scalabilità del calcolo quantistico. Questo particolare approccio funziona mantenendo gli atomi (ioni) caricati elettricamente in posizione su un dato substrato, facendo ricorso a campi magnetici. I qubit in questo caso sono memorizzati in stati elettronici; questo, a sua volta, consente agli ioni di interagire con i qubit, dopo che sono stati accelerati tramite potenti raggi laser. IonQ afferma che questo approccio agli ioni intrappolati permette di raggiungere la più alta durata dei qubit conosciuta (prima che i loro stati perdano coesione naturalmente, rendendoli così inutilizzabili ai fini del calcolo quantistico).

Secondo l’azienda, i pro per questo particolare approccio qubit – che fa uso di qubit naturali – non si fermano qui: afferma, infatti, che un numero elevato di qubit può essere collegato e fatto funzionare in tandem in questo modo e la fedeltà dei risultati è pari a ben il 99,9%. Parte di ciò è un risultato diretto del nuovo approccio basato sul vetro: Jason Amini, che ha guidato il gruppo di lavoro presso IonQ, spiega che “lo scopo di una trappola ionica è quello di [1] spostare gli ioni con precisione, [2] tenerli nell’ambiente e [3] allontanarsi dall’operazione quantistica“.

Per ora, l’azienda ha mostrato un chip con 64 qubit totali. Il progetto è relativamente semplice: nella trappola ionica sono trattenute quattro catene individuali di 16 qubit. Tuttavia, l’approccio presenta alcune limitazioni. Solo 48 di quei qubit sono effettivamente disponibili come potenza di calcolo, mentre i restanti 16 qubit (quattro per catena di 16) vengono utilizzati come ioni “refrigeranti”, che correggono le imperfezioni del sistema e le fluttuazioni che potrebbero verificarsi all’interno del chip.

Credit: Walker Steere/IonQ
IonQ Quantum Computing

Ciò, tuttavia, significa che il sistema può essere facilmente ridimensionato alla vecchia maniera – basta aggiungere più superficie in grado di contenere catene ioniche e potrete moltiplicare la quantità di qubit in un dato sistema senza sforzo – con un perfetto ridimensionamento. Peter Chapman, CEO di IonQ, spiega che “l’architettura consente di raggiungere in modo relativamente semplice fino a centinaia di qubit su un singolo chip“.

IonQ sta per diventare la prima società quantistica quotata in borsa con una valutazione di due miliardi.